FYZICKÁ SILA: VZORCE, TYPY ENERGIE A PRÍKLADY - FYZICKÝ - 2026

Telesné sila sa vzťahuje na množstvo práce (alebo spotreby energie) za jednotku času. Sila je skalárna veličina, jej mernou jednotkou v medzinárodnom systéme jednotiek je joule za sekundu (J / s), známy ako watt na počesť Jamesa Watta.

Ďalšou pomerne častou jednotkou merania je tradičná konská sila. Vo fyzike sa študujú rôzne druhy energie: mechanická sila, zvukový výkon, výhrevný výkon, okrem iného. Všeobecne existuje intuitívna predstava o význame potencie. Zvyčajne sa spája s väčším výkonom, vyššou spotrebou.

Preto žiarovka spotrebuje viac elektrickej energie, ak je jej sila väčšia; To isté platí pre sušič vlasov, radiátor alebo osobný počítač.

Z tohto dôvodu je potrebné úplne pochopiť jeho význam, rôzne typy právomocí, ktoré existujú, a pochopiť, ako sa počíta a aké sú vzťahy medzi jeho najbežnejšími jednotkami merania.

vzorca

Podľa definície sa na výpočet spotreby spotrebovanej alebo dodávanej v časovom intervale používa tento výraz:

P = W / t

V tomto výraze P je sila, W je práca at je čas.

Ak chcete vypočítať okamžitý výkon, mali by ste použiť nasledujúci vzorec:

V tomto vzorci ∆t je prírastok času, F je sila a v je rýchlosť.

Jednotky

Jedinečnosť moci v medzinárodnom systéme jednotiek je joulov za sekundu (J / s), známy ako watt (W). V niektorých kontextoch je tiež bežné používať iné jednotky ako kilowatt (kW), výkon (CV).

Kilowatt sa samozrejme rovná 1 000 wattom. Pokiaľ ide o jeho časť, ekvivalencia medzi výkonom a wattom je takáto:

1 CV = 745,35 W

Ďalšou jednotkou energie, hoci jej použitie je oveľa menej bežné, je erg za sekundu (erg / s), čo sa rovná 10 ^-7 W.

Je dôležité odlíšiť kilowatthodinu od kilowatthodiny (kWh), pretože tento je jednotka energie alebo práce a nie sila.

Typy napájania

Medzi rôznymi typmi moci, ktoré existujú, patria medzi najdôležitejšie tie, ktoré sa budú študovať nižšie.

Mechanická sila

Mechanická sila vyvíjaná na tuhú tuhú látku sa získa vytvorením produktu medzi celkovou vznikajúcou silou a rýchlosťou prenášanou na toto teleso.

P = F ∙ v

Tento výraz je ekvivalentný s výrazom: P = W / t, a v skutočnosti sa z neho získava.

V prípade, že navyše dôjde k rotačným pohybom tuhej pevnej látky, a teda sily, ktoré na ňu pôsobia, modifikujú svoju uhlovú rýchlosť, čo vedie k uhlovému zrýchleniu, musíme:

P = F ∙ v + M ∙ ω

V tomto výraze M je okamih vyplývajúci z pôsobiacich síl a co je uhlová rýchlosť tela.

Elektrická energia

Elektrická energia dodávaná alebo spotrebovaná elektrickým komponentom je výsledkom delenia množstva elektrickej energie dodávanej alebo absorbovanej uvedeným komponentom a času stráveného na ňom. Vypočíta sa z nasledujúceho výrazu:

P = V ∙ I

V tejto rovnici V je potenciálny rozdiel medzi komponentmi a I je intenzita elektrického prúdu, ktorý ním prechádza.

V konkrétnom prípade, keď je komponentom elektrický odpor, môžu sa na výpočet výkonu použiť tieto výrazy: P = R ∙ I ² = V ² / R, kde R je hodnota elektrického odporu príslušného komponentu.

Vykurovací výkon

Kalorická energia zložky je definovaná ako množstvo energie rozptýlenej alebo uvoľnenej ako teplo uvedenou zložkou za jednotku času. Vypočíta sa z nasledujúceho výrazu:

P = E / t

V tomto výraze E je energia uvoľnená vo forme tepla.

Zvukový výkon

Akustický výkon je definovaný ako energia prenášaná zvukovou vlnou za jednotku času určitým povrchom.

Týmto spôsobom závisí zvukový výkon tak od intenzity zvukovej vlny, ako aj od povrchu, ktorý touto vlnou prechádza, a vypočíta sa pomocou tohto integrálu:

P _S = ⌠ _S I _S ∙ d S

V tomto integráli Ps je zvukový výkon vlny, Is je intenzita zvuku vlny a dS je povrchový diferenciál prechádzajú vlnou.

Menovitý výkon a skutočný výkon

Nominálny výkon je maximálny výkon, ktorý stroj alebo motor potrebuje alebo môže ponúknuť za normálnych podmienok používania; to znamená maximálny výkon, ktorý stroj alebo motor môže podporovať alebo ponúkať.

Nominálny názov sa používa, pretože táto sila sa všeobecne používa na charakterizáciu stroja, jeho pomenovanie.

Skutočný alebo užitočný výkon - to znamená, že energia, ktorá sa skutočne používa, vyrába alebo používa stroj alebo motor - sa zvyčajne líši od menovitej hodnoty, zvyčajne je menšia.

Príklady

Prvý príklad

Chcete klavír o hmotnosti 100 kg žeriavať na siedme podlažie, ktoré je vo výške 20 metrov. Žeriav trvá 4 sekundy, kým zdvihne piano. Vypočítajte výkon žeriavu.

Riešenie

Na výpočet sily sa používa tento výraz:

P = W / t

Predovšetkým je však potrebné počítať prácu žeriavu.

W = F = d = cos a = 100 ∙ 9,8 ∙ 20 ∙ 1 = 19 600 N

Preto bude výkon žeriavu:

P = 19 600/4 = 4900 W

Druhý príklad

Vypočítajte výkon rozptýlený odporom 10 Ω, ak je prúd 10 A.

Riešenie

V takom prípade je potrebné vypočítať elektrický výkon, pre ktorý sa používa tento vzorec:

P = R ∙ I ² = 10 ∙ 10 ² = 1000 W

Referencie

1. Resnik, Halliday & Krane (2002). Fyzika Zväzok 1. Cecsa.
2. Výkon (fyzický). (Nd). Na Wikipédii. Získané 3. mája 2018, zo stránky es.wikipedia.org.
3. Sila (fyzika). (Nd). Na Wikipédii. Našiel 3. mája 2018, z en.wikipedia.org.
4. Resnick, Robert & Halliday, David (2004). Fyzika 4. CECSA, Mexiko.
5. Serway, Raymond A.; Jewett, John W. (2004). Fyzika pre vedcov a technikov (6. vydanie). Brooks / Cole.